Usando datos del Satélite de Encuesta de Exoplanetas en Tránsito (TESS) de la NASA, astrónomos de la Universidad de Maryland (UMD), en College Park, Maryland, han capturado una secuencia de imágenes clara de principio a fin de una emisión explosiva de polvo, hielo y gases durante la aproximación cercana del cometa 46P / Wirtanen a fines de 2018. Esta es la observación más completa y detallada hasta la fecha de la formación y disipación de un estallido de cometa que ocurre naturalmente. Los miembros del equipo informaron sus resultados en la edición del 22 de noviembre de The Cartas de revistas astrofísicas .

"TESS pasa casi un mes a la vez capturando imágenes de una parte del cielo. Sin interrupciones diurnas o nocturnas y sin interferencias atmosféricas, tenemos un muy uniforme, conjunto de observaciones de larga duración, "dijo Tony Farnham, científico investigador del Departamento de Astronomía de la UMD y autor principal del artículo de investigación. "A medida que los cometas orbitan alrededor del Sol, pueden atravesar el campo de visión de TESS. Wirtanen fue una alta prioridad para nosotros debido a su enfoque cercano a fines de 2018, así que decidimos usar su apariencia en las imágenes de TESS como un caso de prueba para ver qué podíamos sacar de él. ¡Lo hicimos y quedamos muy sorprendidos! "

"Si bien TESS es una potencia para descubrir planetas que orbitan cerca, estrellas brillantes, su estrategia de observación permite una ciencia adicional tan emocionante, "dijo el científico del proyecto TESS Padi Boyd del Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland. "Dado que los datos de TESS se hacen públicos rápidamente a través del Archivo Mikulski de Telescopios Espaciales (MAST) de la NASA, es emocionante ver a los científicos identificar qué datos les interesan, y luego haciendo todo tipo de ciencia fortuita adicional más allá de los exoplanetas ".

La actividad normal de un cometa es impulsada por la luz solar que vaporiza los hielos cerca de la superficie del núcleo, y los gases que salen arrastran el polvo del núcleo para formar la coma. Sin embargo, Se sabe que muchos cometas experimentan estallidos espontáneos ocasionales que pueden significativamente, pero aumentan temporalmente la actividad del cometa. Actualmente no se sabe qué causa los arrebatos, pero están relacionados con las condiciones de la superficie del cometa. Se han propuesto varios mecanismos desencadenantes potenciales, incluyendo un evento termal, en el que una ola de calor penetra en una bolsa de hielos altamente volátiles, haciendo que el hielo se vaporice rápidamente y produzca una explosión de actividad, y un evento mecánico, donde un acantilado se derrumba, exponer hielo fresco a la luz solar directa. Por lo tanto, estudios del comportamiento de arrebato, especialmente en las primeras etapas de brillo que son difíciles de capturar, puede ayudarnos a comprender las propiedades físicas y térmicas del cometa.

Aunque Wirtanen se acercó más a la Tierra el 16 de diciembre, 2018, el estallido ocurrió antes en su aproximación, a partir del 26 de septiembre, 2018. El brillo inicial del estallido se produjo en dos fases distintas, con un destello de una hora seguido de una segunda etapa más gradual que continuó creciendo más brillante durante otras 8 horas. Esta segunda etapa probablemente fue causada por la propagación gradual del polvo del cometa desde el estallido, lo que hace que la nube de polvo refleje más luz solar en general. Después de alcanzar el brillo máximo, el cometa se desvaneció gradualmente durante un período de más de dos semanas. Debido a que TESS se detalla, imágenes compuestas cada 30 minutos, el equipo pudo ver cada fase con exquisito detalle.

"Con 20 días de imágenes muy frecuentes, pudimos evaluar los cambios de brillo con mucha facilidad. Para eso se diseñó TESS, para realizar su trabajo principal como topógrafo de exoplanetas, ", Dijo Farnham." No podemos predecir cuándo ocurrirán los estallidos de cometas. Pero incluso si de alguna manera tuviéramos la oportunidad de programar estas observaciones, no podríamos haberlo hecho mejor en términos de tiempo. El estallido ocurrió pocos días después de que comenzaran las observaciones ".

El equipo ha generado una estimación aproximada de la cantidad de material que pudo haber sido expulsado en el estallido, alrededor de un millón de kilogramos (2,2 millones de libras), lo que podría haber dejado un cráter en el cometa de unos 20 metros (unos 65 pies) de ancho. Un análisis más detallado de los tamaños de partículas estimados en la cola de polvo puede ayudar a mejorar esta estimación. La observación de más cometas también ayudará a determinar si el brillo en múltiples etapas es raro o común en los estallidos de cometas.

TESS también ha detectado por primera vez el rastro de polvo de Wirtanen. A diferencia de la cola de un cometa, el chorro de gas y polvo fino que sigue detrás de un cometa, creciendo a medida que se acerca al sol; el rastro de un cometa es un campo de escombros más grandes que traza la trayectoria orbital del cometa a medida que viaja alrededor del sol. A diferencia de una cola, que cambia de dirección al ser arrastrada por el viento solar, la orientación del sendero se mantiene más o menos constante en el tiempo.

"El rastro sigue más de cerca la órbita del cometa, mientras que la cola se separa de ella, a medida que es empujado por la presión de la radiación del sol. Lo importante del sendero es que contiene el material más grande, "dijo Michael Kelley, científico investigador asociado en el Departamento de Astronomía de la UMD y coautor del artículo de investigación. "El polvo de la cola es muy fino, muy parecido al humo. Pero el polvo de los senderos es mucho más grande, más parecido a arena y guijarros. Creemos que los cometas pierden la mayor parte de su masa a través de sus estelas de polvo. Cuando la Tierra se encuentra con el rastro de polvo de un cometa, tenemos lluvias de meteoritos ".

Si bien el estudio actual describe los resultados iniciales, Farnham, Kelley y sus colegas esperan más análisis de Wirtanen, así como otros cometas en el campo de visión de TESS. "Tampoco sabemos qué causa los arrebatos naturales y eso es, en última instancia, lo que queremos encontrar, ", Dijo Farnham." Hay al menos otros cuatro cometas en la misma área del cielo donde TESS hizo estas observaciones, con un total de alrededor de 50 cometas esperados en los primeros dos años de datos de TESS. Hay mucho que puede surgir de estos datos ".